Фазовый график с использованием matplotlib tricontourf - PullRequest
0 голосов
/ 06 сентября 2018

Я хочу построить изображение результатов моделирования методом конечных элементов с помощью персонализированной карты цветов.Я пытался использовать tricontourf, чтобы построить его следующим образом:

    #Z = self.phi.compute_vertex_values(self.mesh)
    Z = np.mod(self.phi.compute_vertex_values(self.mesh),2*np.pi)
    triang = tri.Triangulation(*self.mesh.coordinates().reshape((-1, 2)).T,
                               triangles=self.mesh.cells())
    zMax = np.max(Z)
    print(zMax)

    #Colormap creation
    nColors = np.max(Z)*200/(2*np.pi)
    phiRange = np.linspace(0,zMax,nColors)
    intensity = np.sin(phiRange)**2
    intensityArray = np.array([intensity, intensity, intensity])
    colors = tuple(map(tuple, intensityArray.T))
    self.cm = LinearSegmentedColormap.from_list("BAM", colors, N=nColors)

    #Figure creation
    fig, ax = plt.subplots()    
    levels2 = np.linspace(0., zMax,nColors)

    cax = ax.tricontourf(triang, Z,levels=levels2, cmap = self.cm) #plot of the solution
    fig.colorbar(cax)

    ax.triplot(triang, lw=0.5, color='yellow') #plot of the mesh

    plt.savefig("yolo.png")
    plt.close(fig)

И это дает результат: enter image description here

Как вы можете видеть, есть некоторыепроблема в том, что фаза переходит от 2pi к 0, которая исходит от tricontourf, когда есть модуль ...

Моя первая идея для обходного пути состояла в том, чтобы работать непосредственно на моей фазе Z. Проблема в том, что если я делаю этоМне нужно создать гораздо большую цветовую карту.В конечном счете, фаза будет очень большой, и поэтому я буду иметь цветовую карту, если я хочу правильное цветовое разрешение ... Более того, я бы хотел, чтобы в цветовой карте справа был только один период (как на первом рисунке).enter image description here

Есть идеи, как мне получить фигуру, похожую на вторую, с такой же цветовой картой, как на первой фигуре, и без создания очень большой и дорогой цветовой карты?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Я написал небольшой код, который можно запустить из коробки: он воспроизводит мою проблему, и я также попытался применить ответ Томаса Куна к моей задаче.Однако, кажется, что есть некоторая проблема с цветовой шкалой ... Любая идея, как я мог бы это исправить?

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.tri as mtri
import numpy as np
import matplotlib.colors as colors

class PeriodicNormalize(colors.Normalize):
    def __init__(self, vmin=None, vmax=None, clip=False):
        colors.Normalize.__init__(self, vmin, vmax, clip)    

    def __call__(self, value, clip=None):
        x, y = [self.vmin, self.vmax], [0, 1]    

        return np.ma.masked_array(np.interp(
            np.mod(value-self.vmin, self.vmax-self.vmin),x,y
        ))

# Create triangulation.
x = np.asarray([0, 1, 2, 3, 0.5, 1.5, 2.5, 1, 2, 1.5])
y = np.asarray([0, 0, 0, 0, 1.0, 1.0, 1.0, 2, 2, 3.0])
triangles = [[0, 1, 4], [1, 2, 5], [2, 3, 6], [1, 5, 4], [2, 6, 5], [4, 5, 7],
             [5, 6, 8], [5, 8, 7], [7, 8, 9]]
triang = mtri.Triangulation(x, y, triangles)
cm = colors.LinearSegmentedColormap.from_list('test', ['k','w','k'], N=1000) 

#Figure 1 : modulo is applied on the data : 
#Results : problem with the interpolation, but the colorbar is fine
z = np.mod(10*x,2*np.pi)
zMax = np.max(z)
levels = np.linspace(0., zMax,100)

fig1, ax1 = plt.subplots()
cax1=ax1.tricontourf(triang, z,cmap = cm,levels= levels)
fig1.colorbar(cax1)
plt.show()

#Figure 2 : We use the norm parameter with a custom norm that does the modulo
#Results : the graph is the way it should be but the colormap is messed up
z = 10*x
zMax = np.max(z)
levels = np.linspace(0., zMax,100)

fig2, ax2 = plt.subplots()
cax2=ax2.tricontourf(triang, z,levels= levels,norm = PeriodicNormalize(0, 2*np.pi),cmap = cm)
fig2.colorbar(cax2)
plt.show()

Последнее решение было бы сделать, как я делал выше: создать гораздо большую цветовую карту, котораяидет до zmax и является периодическим каждые 2 пи.Однако цветовая шкала не была бы хороша ...

вот результаты: Figure1 Figure2

1 Ответ

0 голосов
/ 06 сентября 2018

Я предполагаю, что ваша проблема возникает из-за использования модуля по вашим данным до того, как вы вызовете tricontourf (который, я думаю, выполняет некоторую интерполяцию ваших данных и затем отображает эти интерполированные данные в цветовую карту).Вместо этого вы можете передать norm в вашу tricontourf функцию.Написав небольшой класс, следующий за этим учебным пособием , вы можете сделать так, чтобы норма заботилась о модуле ваших данных.Поскольку ваш код не работает как таковой, я привел немного более простой пример.Надеемся, что это применимо к вашей проблеме:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.colors as colors   

class PeriodicNormalize(colors.Normalize):
    def __init__(self, vmin=None, vmax=None, clip=False):
        colors.Normalize.__init__(self, vmin, vmax, clip)    

    def __call__(self, value, clip=None):
        x, y = [self.vmin, self.vmax], [0, 1]    

        return np.ma.masked_array(np.interp(
            np.mod(value-self.vmin, self.vmax-self.vmin),x,y
        ))

fig,ax = plt.subplots()
x,y = np.meshgrid(
    np.linspace(0, 1, 1000),
    np.linspace(0, 1, 1000),
)

z = x*10*np.pi    
cm = colors.LinearSegmentedColormap.from_list('test', ['k','w','k'], N=1000)    
ax.pcolormesh(x,y,z,norm = PeriodicNormalize(0, 2*np.pi), cmap = cm)
plt.show()

Результат выглядит следующим образом:

result of above code

РЕДАКТИРОВАТЬ :

Поскольку ContourSet, который вы получаете от tricontourf, охватывает полную фазу, а не только первую [0,2pi], цветовая полоса создается для этого полного диапазона, поэтому вы видите повторение цветовой картысам много раз.Я не совсем уверен, понимаю ли я, как создаются тики, но я предполагаю, что было бы довольно сложно настроить этот механизм для правильной работы.Вместо этого я предлагаю создать цветную полосу "вручную", как это сделано в этого урока .Это, однако, требует, чтобы вы создали оси (cax), где цветовая шкала помещена самостоятельно.К счастью, есть функция с именем matplotlib.colorbar.make_axes(), которая делает это за вас (все спасибо этому ответу ).Итак, вместо вашей исходной команды colorbar используйте эти две строки:

cax,kw = mcbar.make_axes([ax2], location = 'right')
cb1 = mcbar.ColorbarBase(cax, cmap = cm, norm = norm, orientation='vertical')

Чтобы получить эту картинку:

result of the mcve in the question with the colorbar generated by the two lines of code above

Добро пожаловать на сайт PullRequest, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...